JP4616385B2 - タップ音検出回路を備える通信端末 - Google Patents

Description

本発明は、通信の分野に関し、特に、通信端末機能とオペレータとのインタフェースに関する。

無線通信端末の消費者市場では、より小型で外観の美しい筐体において、直感的で容易に使用できるオペレータインタフェースを有する高度な機能性が継続して求められている。ゲームと共に音声通信及びデータ通信を提供する通信端末が普及している。通常、オペレータの耳の近くに位置付けられる端末上部付近に大きなスピーカを設け、オペレータの音声を検知するために端末底部付近にマイクロホンを設けることにより、音声通信は容易になる。通常、長方形の画面はスピーカの下に設けられ、キーパッドは画面とマイクロホンとの間に設けられる。

一般に、通信端末上のキーパッドは片手で操作されるように構成されており、両手を使用すると画面が観察できない場合がある。ゲームを行うためのインタフェースとして使用される場合、このようなキーパッドでは直感的で容易に使用できるインタフェースとはならないこともある。一方、ゲームインタフェースは一般に、両手での使用を容易にするために十分な距離離間される押下可能なボタンで構成される。大きなスピーカ、キーパッド、マイクロホン、画面の全てを同一の筐体内に有する一方、音声及びデータ通信をサポートしかつ容易にする必要もあるため、直感的で容易に使用できるゲームインタフェースを通信端末上に設けることは複雑になる可能性がある。

本発明のいくつかの実施形態において、通信端末は、筐体と、音検知デバイスと、タップ判定回路と、コントローラとを含む。筐体は、音検知デバイス、タップ判定回路、及びコントローラを少なくとも部分的に収納する。音検知デバイスは、入力可聴信号から電気検知信号を生成する。タップ判定回路は、筐体上の物理的タップに関連する検知信号の成分が存在するか否かを判定し、それに基づいてオペレータ入力の指示を生成する。コントローラは、１又は２以上の通信端末機能を実行するために、オペレータ入力の指示を利用する。

いくつかの更なる実施形態において、通信端末機能は無線通信機能及びゲーム機能を含む。無線通信機能は、無線通信インタフェースを介して受信されるデータを復号化する。ゲーム機能は、オペレータにゲームをグラフィック表示するのに使用されるデータを生成する。また、ゲーム機能は、ゲームにおいて使用するためにオペレータ入力指示をオペレータからのフィードバックとして利用する。

いくつかの更なる実施形態において、音検知デバイスは、入力信号に対応する音を生成しかつ入力可聴信号に対応するスピーカからの出力信号の成分として検知信号を生成するスピーカを含むことができる。タップ判定回路は、スピーカからの出力信号に対する検知信号の寄与を識別できる。スピーカへの入力信号は、無線通信インタフェースを介して受信されかつ無線通信機能により復号化されるデータから生成可能である。

いくつかの更なる実施形態において、タップ判定回路は、電気検知信号を分離するために、スピーカへの出力信号から入力信号を減算する。タップ判定回路は、スピーカからの出力信号が筐体上の物理的タップに関連する可聴信号により生じた広帯域スペクトルバーストを含んでいるか否かを判別する。タップ判定回路は、広帯域スペクトルバーストの判別結果に基づいてオペレータ入力の指示を生成する。

いくつかの更なる実施形態において、音検知デバイスは、入力可聴信号に対応するマイクロホン信号を生成するマイクロホンを更に含むことができる。タップ判定回路は、スピーカからの出力信号及びマイクロホンからのマイクロホン信号の双方に基づいて、筐体上の物理的タップを識別する。タップ判定回路は、マイクロホン信号及びスピーカからの出力信号に基づいて、可聴信号の到着方向を特定するように更に構成される。特に、タップ判定回路は、筐体の一端部分上の物理的タップにより生成される可聴信号と筐体の対向する端部分上の物理的タップとを区別できる。タップ判定回路は、筐体の第１の部分上のタップからの可聴信号の第１の到着方向に対応するユーザ入力の第１の指示を生成し、筐体の第２の部分上のタップからの可聴信号の第２の到着方向に対応する異なるユーザ入力の第２の指示を生成できる。

いくつかの更なる実施形態において、音検知デバイスは、各々が入力可聴信号に対応するマイクロホン信号を生成する複数のマイクロホンを含むことができる。複数のマイクロホンのうちの第１のマイクロホンは、第１の部分上の物理的タップに対してより高い感度を有するように、筐体の第１の部分に隣接して設けられる。複数のマイクロホンのうち第２のマイクロホンは、第２の部分上の物理的タップに対してより高い感度を有するように、筐体の第２の部分に隣接して設けられる。

いくつかの更なる実施形態において、タップ判定回路は、マイクロホン信号に基づいて、可聴信号の到着方向を特定するように更に構成される。特に、タップ判定回路は、マイクロホン信号に基づいて、筐体の一端部分上の物理的タップにより生成される可聴信号と筐体の対向する端部分上の物理的タップとを区別できる。タップ判定回路は、マイクロホン信号に対する可聴信号の寄与との位相差に基づいて、筐体上の物理的タップに関連する可聴信号の到着方向を特定することができる。

いくつかの更なる実施形態において、タップ判定回路は、筐体の第１の部分上のタップからの可聴信号の第１の到着方向に対応するユーザ入力の第１の指示を生成し、筐体の第２の部分上のタップからの可聴信号の第２の到着方向に対応する異なるユーザ入力の第２の指示を生成するように更に構成されうる。

いくつかの更なる実施形態において、筐体は、物理的にタップされる場合に第１の主要音を有する音を生成する第１の音響キャビティを含むことができる。タップ判定回路は、第１の主要音を有する第１の音響キャビティからの音を音源とする検知信号の成分を識別し、検知信号の識別された成分に基づいて第１の種類のオペレータ入力の指示を生成するように更に構成される。第１の音響キャビティは、筐体の外側に突出するボタンを含むことができる。ボタンは、当該ボタン上の物理的タップにより圧縮可能な軟質材料を含むことができる。あるいは又は更に、音響キャビティは、筐体の種々の部分の剛比を変える（例えば、タップされた時に、音の生成を容易にしかつ／又は異なる音を生成する）ことにより形成されうる。例えば、筐体の特定の部分に異なる材料を追加するか又は筐体の特定の部分の材料の組成を変えることにより、筐体の剛比は変えられてもよい。筐体は、タップされた場合に可聴音を生成するために、オペレータにより作動される陥没キャビティ（例えば、バブル「メンブレン（membrane）」ボタン）及び／又は機械装置（例えば、引き込み式のペン形機構）を更に含んでもよい。

いくつかの更なる実施形態において、音検知デバイスは、少なくとも１つのマイクロホンと、物理的タップから生成される音をマイクロホンに向けて集中させるように構成された第１の音響キャビティとを含むことができる。

いくつかの更なる実施形態において、筐体は、物理的にタップされた場合に第２の主要音を有する音を生成する第２の音響キャビティを含むことができる。タップ判定回路は、第２の主要音を有する第２の音響キャビティからの音を音源とする検知信号の成分を識別し、識別された成分に基づいて第２の種類の異なるオペレータ入力の指示を生成するように更に構成される。

いくつかの更なる実施形態において、音検知デバイスは第１のマイクロホン及び第２のマイクロホンを含むことができる。第１のマイクロホンは筐体の第１の部分に隣接することができる。第２のマイクロホンは筐体の第２の部分に隣接することができる。タップ判定回路は、対応するマイクロホンからのマイクロホン信号に基づいて、筐体の第１の部分上の物理的タップを筐体の第２の部分上の物理的タップから識別及び判別し、筐体の第１の部分上の物理的タップの識別に基づいて第１の種類のオペレータ入力の指示を生成し、筐体の第２の部分上の物理的タップの識別に基づいて第２の種類の異なるオペレータ入力の指示を生成する。第１のマイクロホン及び第２のマイクロホンは、筐体の同じ側面の対向する端部分に隣接して配置することができる。

以下、添付の図面を参照して本発明の特定の例である実施形態を説明する。ただし、本発明はさまざまな異なる形態で実施することが可能であり、本明細書中に示す実施形態に限定して解釈されるべきではない。本明細書における実施形態は、発明を十分に開示し、発明の範囲が当業者に完全に理解できるようにするために提供するものである。図中、同一の参照符号は同一の要素を示す。要素が別の要素に「接続 ("connected")」又は「結合 ("coupled") 」と示される場合、その要素は他方の要素に直接接続又は結合されることはもちろん、その間を仲介する要素が存在する場合もある。更に、本明細書で使用される「接続 ("connected")」又は「結合 ("coupled") 」は、無線接続又は結合を含みうる。

本明細書において使用される用語は、特定の実施形態のみを説明することを目的としたものであり、本発明を限定することを意図したものではない。本明細書において使用されるように、特に指示のない限り、単数形「a」、「an」及び「the」は複数形も含みうることを意図している。用語「含む」及び／又は「具備する」は、本明細書において使用される場合、記載される特徴、数字、ステップ、動作、要素及び／又は構成要素の存在を特定するが、１つ以上の他の特徴、数字、ステップ、動作、要素、構成要素及び／又はそれらの集合の存在又は追加を排除するものではない。

特に指示のない限り、本明細書において使用される全ての用語（技術科学用語を含む）は、本発明が属する分野の技術者に一般に理解される意味と同一の意味を有する。一般に使用される辞書で定義される用語等の用語は、関連技術の説明におけるそれら用語の意味と同じ意味を有するものとして解釈されるべきであり、特に指示のない限り、概念化された意味又は過度に形式的な意味に解釈すべきではない。

本明細書において、第１、第２という用語が種々の要素を説明するのに使用されるが、これらの要素はこれらの用語に限定されるものではないことは言うまでもない。これらの用語は、１つの要素を別の要素と区別するためだけに使用されるものである。したがって、本発明の教示から逸脱することなく、以下に示される第１の要素を第２の要素と称し、同様に、第２の要素を第１の要素と称してもよい。また、本明細書において使用される「及び／又は (and/or) 」は、列挙される１つ以上の関連する項目の任意の組み合わせ及び全ての組み合わせを含むことを意味する。また、記号「／」は、「及び／又は」の省略表記として使用されることがある。

本明細書において使用される「通信端末 (communication terminal) 」は、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）その他のデータ接続／ネットワーク等の有線接続を介して、及び／又は、例えばセルラネットワーク、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）及び／又は他の通信端末（例えば、Bluetoothインタフェース）等との無線エアインタフェースを介して、通信信号を送受信する端末を含むが、それに限定されない。通信端末の例には、通信信号を送受信する携帯電話や衛星電話をはじめ、高周波送受信機、ページャ、インターネット／イントラネットアクセス、ウェブブラウザ、オーガナイザ、カレンダーを含むことができる携帯情報端末（ＰＤＡ）、あるいは、ラップトップコンピュータ、パームトップコンピュータが含まれるが、それらに限定されない。

図１を参照すると、本発明の実施形態に係る通信端末１００は、イヤスピーカ (ear speaker) １０２、スピーカ (loudspeaker) １０４、３つのマイクロホン１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ、送受信機１１０、そしてこれらを収納する筐体１０１を備える。送受信機１１０はコントローラ１１２と通信する。通信端末１００は、ディスプレイ１１４及びキーボード／キーパッド１１６を更に有することができる。

通常、双方向通信を可能にするために、送受信機１１０は送信機１３０及び受信機１３２の双方を含むが、本発明はそのような装置に限定されず、本明細書において使用されるように、「送受信機」は送信機１３０又は受信機１３２のみを具備しているものでもよい。したがって、通信端末１００は、アンテナ１３４を介して通信されうる無線周波数信号を使用して、基地局及び／又は別の端末と通信することができる。例えば、通信端末１００は、ＡＭＰＳ（Advanced Mobile Phone Service）、ＡＮＳＩ−１３６、ＧＳＭ（Global standard for Mobile）、ＧＰＲＳ（General Packet Radio Service）、ＥＤＧＥ（Enhanced Data Rates for GSM Evolution）、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、広帯域ＣＤＭＡ、ＣＤＭＡ２０００、及び／又は、ＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunications System）等の、１又は２以上のセルラ通信プロトコルを使用して、送受信機１１０を介して通信する。

イヤスピーカ１０２（「イヤピース (ear piece)」）は、通信端末１００においてマイクロホン１０６ａと同一側面に向けて、ユーザの耳に近接する位置に設けられる。これに対して、スピーカ１０４は、マイクロホン１０６ａに対して反対側面に向けて配置されてもよく、イヤスピーカ１０２より音量の大きい音を生成する。したがって、スピーカ１０４は、通信端末１００への着信を示す呼出音の生成に使用されるように構成され、及び／又は、通信端末１００が「ハンズフリー」モードにおいてスピーカフォンとして使用されるように、ハンズフリーで受信される音の生成に使用されるように構成されうる。

コントローラ１１２は、音がイヤスピーカ１０２及び／又はスピーカ１０４から生成されるよう、スピーカ入力信号をイヤスピーカ１０２及び／又はスピーカ１０４に供給する。コントローラ１１２は、ユーザからのスピーカフォン動作指示に基づいて、イヤスピーカ１０２及びスピーカ１０４のうちの一方又は双方にスピーカ信号を選択的に供給できる。スピーカフォン動作指示は、キーボード／キーパッド１１６を介して入力されうる。コントローラ１１２は、通信端末１００への着呼を検知し、それに基づいて通話指示を生成できる。また、コントローラ１１２は、通話指示に基づいて、スピーカ１０４へのスピーカ信号として呼出信号を供給し、呼出信号から呼出音を生成できる。

本発明の実施形態は、オペレータによる筐体１０１上の物理的なタップ (tap) が、マイクロホン１０６ａ−１０６ｃ、イヤスピーカ１０２及び／又はスピーカ１０４により検知可能な特有の可聴音を生成できるという知見に基づく。コントローラ１１２は、検知されたタップ音を検出し、そのタップ音を、通信端末１００内の１つ以上の機能に対するオペレータ入力、例えばゲームに対するオペレータ入力等として使用できる。更に、通信端末１００は、筐体１０１の一端部上で発生する物理的タップと筐体１０１の対向する端部上の物理的タップとを判別する。更に、通信端末１００は、指が筐体に沿って擦られている場合等、音源が移動している場合を判定することができる。

したがって、オペレータは両手で筐体を支持してもよく、ある距離で離間される筐体１０１の複数部分をタップできる。タップ音は互いに区別され、通信端末１００内の機能に対する異なるオペレータ入力として使用可能である。これにより、通信端末１００は「仮想ボタン」を提供することができ、これを使用して、オペレータは筐体１０１の種々の部分をタップすることで、例えばゲームに入力を行うことができる。また、オペレータは、リブ／模様付き縁部に沿った部分等の筐体１０１の一部分又は端末１００の他の部分を擦ることにより、連続的に移動する音源を提供することができる。通信端末１００は、このような連続的かつ／又は移動する音源を検知し使用して、例えば仮想スクロールバー及び／又は音量制御の仮想オペレータインタフェースを提供することができる。

本明細書において使用される「可聴 (audible) 」の用語は、マイクロホン及び／又はスピーカにより検知可能であり、なおかつ、例えばマイクロホン及び／又はスピーカ内の要素を振動すること等により対応する電気信号を生成可能な信号を意味する。「可聴」の用語はオペレータが聞き取り可能な音を含む。用語「タップする (tapping) 」は、オペレータが、可聴信号を発生させるべく、例えば任意の物体及び／又は指若しくはオペレータの体の別の部分を用いて打つ (striking) 、擦る (rubbing) 、掻く (scraping) 、その他筐体１０１との物理的接触を行うことを含む。

いくつかの実施形態において、マイクロホン１０６ａ−１０６ｃの各々は、入力可聴信号に対応する電気検知信号を生成する。いくつかの更なる実施形態においては、スピーカ１０４及び／又はイヤスピーカ１０２は、入力可聴信号に対応する電気検知信号を生成する。例えば、スピーカ１０４及び／又はイヤスピーカ１０２の各々は、振動板、ボイスコイル及び磁石を含む従来のスピーカでよい。入力可聴信号により、振動板及び接続されたボイスコイルが磁石に対して移動し、ボイスコイル内に電流信号を誘導する。誘導された電流が電気検知信号となり、これがアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器を通過し、これによりデジタル検知信号が出力される。

通信端末１００は、タップ判定回路１０８を更に含む。タップ判定回路１０８は、コントローラ１１２とは独立に設けてもよいし、少なくとも部分的にコントローラ１１２に含まれる構成であってもよい。図１では、タップ判定回路１０８はコントローラ１１２内に示され、その機能は、本明細書における少なくとも１つの実施形態に従うソフトウェアにより実行されうる。

タップ判定回路１０８は、筐体１０１上の物理的タップに関連するマイクロホン１０６ａ−１０６ｃ、スピーカ１０４及び／又はイヤスピーカ１０２からの検知信号の成分が存在するか否かを判定する。また、タップ判定回路１０８は、タップに関連する検知信号の成分の判定結果に基づいて、オペレータ入力の指示を生成する。タップ判定回路１０８は、１つ以上の音声パターンを検出するのに使用される携帯電話又は他の電子デバイスにおける従来の音声認識回路／ソフトウェアに基づくものであってもよい。したがって、このような音声認識回路／ソフトウェアは、端末１００において音声ダイヤル能力を提供しかつタップを検知するのに使用されうる。

コントローラ１１２は、タップ判定回路１０８からのオペレータ入力の指示を１つ以上の機能への入力（例えば、オペレータフィードバック）として利用する。例えば、コントローラ１１２は、１つ以上の無線通信機能１２２及び１つ以上のゲーム機能１２４を含むことができる端末機能１２０を介して、オペレータに種々の機能性を提供できる。無線通信機能１２２は、無線通信インタフェースを介して受信機１３２によって受信されるデータを復号化する。ゲーム機能１２４は、ディスプレイ１１４上に表示される図形を含む機能性を提供する。機能１２０はコントローラ１１２内に示されるが、機能１２０は、内部メモリ及び／又は外部メモリからコントローラ１１２により実行されるソフトウェアにより実行されうることは理解されよう。

コントローラ１１２は、１つ以上の端末機能１２０により使用されるフィードバックとしてオペレータ入力の指示を使用できる。これにより、オペレータは筐体１０１をタップして、例えばゲーム機能１２４への入力を行うことができる。したがって、通信端末１００により提供されるゲームインタフェースは、オペレータが筐体１０１上をタップし及び／又は筐体１０１の一部分を擦ることにより、ゲーム機能１２４により使用されるフィードバックを提供できるようにする。したがって、ゲーム機能１２４は、オペレータが従来のボタンを押下し、スクロールバーをスライドし及び／又は端末１００上の回転可能なホイールを回転した場合と同様の方法で、筐体１０１上のタップの指示を使用することができる。

コントローラ１１２がタップ検知器を介してゲームインタフェースを提供するいくつかの実施形態を説明したが、本発明の実施形態はゲームインタフェースを提供することに限定されず、任意のオペレータインタフェースが提供されうることが理解されよう。例えば、コントローラ１１２は、音量の制御、スクロールバーの移動、アプリケーションの開閉、通話の開始及び／又は通話への応答、あるいは端末１００内の１つ以上の機能に対するオペレータからの入力の他の任意の指示として、タップに基づく入力を使用できる。

コントローラ１１２は、タップに基づく入力が端末１００に入力可能な場合及び／又はタップに基づく入力が端末１００により検知された場合を示す視覚的指示、音声指示又は振動指示をオペレータに提供することができる。例えば、コントローラ１１２は、ディスプレイ１１４、１つ以上のＬＥＤ、イヤスピーカ１０２、スピーカ１０４及び／又は振動装置等を介してこのような指示を提供することができる。

以下に更に説明するように、マイクロホン１０６ａ−１０６ｃ、イヤスピーカ１０２及び／又はスピーカ１０４は、筐体１０１上のある特定の場所におけるタップの検知に対して高感度となり、かつ／又はタップが発生したおおよその場所を特定する。したがって、オペレータが異なる種類の入力を信号で送信するために筐体１０１の異なる領域をタップできるようにするために、複数の異なる「仮想ボタン」が提供される。このような仮想ボタンは、従来の電気スイッチ式ボタンにより提供される入力と同様の種類の入力を１つ以上の端末機能１２０に提供することができる。しかしながら、ボタンを押下することにより作動される電気スイッチを使用する従来のスイッチ式ボタンとは異なり、仮想ボタンは筐体１０１をタップすることにより動作し可聴信号を生成する。

マイクロホン１０６ｂ及び１０６ｃは、筐体１０１の隣接部分上の物理的タップに対して感度が高くなるように、筐体１０１の互いに離間された異なる部分に隣接した位置に設けられる。筐体１０１は、タップされた場合に主要音を有する音を生成する第１の音響キャビティ１２６及び第２の音響キャビティ１２８を含む。矢印は、可聴信号を生成するために、オペレータの指が筐体１０１をタップすることができる方向を示す。各音響キャビティ１２６、１２８の場所及び／又は形状は、各音響キャビティ内で生成される音をマイクロホン１０６ｂ及び１０６ｃの各々に集中させるように構成される。主要音を有する音の閾値に関連する成分を含むマイクロホン１０６ｂ、１０６ｃからの検知信号に基づいて、タップ判定回路１０８は音響キャビティ１２６、１２８に関連する筐体の一部分上の物理的タップを検知することができる。

音響キャビティ１２６、１２８自体及び／又はそれらに隣接する筐体の一部分には、音響キャビティ１２６、１２８の能力を利用するためにタップできる筐体１０１の場所をオペレータに示すための表示を付すとよい。音響キャビティ１２６、１２８がオペレータから容易に見えない（例えば、筐体１０１内にある）場合には、そのような表示によってそれらの場所が分かるようになる。

更に、音響キャビティ又は他の音生成機構は、例えば、筐体１０１上に位置する着脱可能なカバーによって提供してもよい。例えば、音響キャビティ又は他の音生成機構は、接着又は他の方法で筐体１０１に接続される。あるいは、音響キャビティ又は他の音生成機構を含むカバーは、筐体１０１の少なくとも一部分を収納するために使用されうる。したがって、アプリケーション（例えばゲーム）は、端末の筐体に接続されかつアプリケーションに対する仮想ボタン又は他の入力装置として機能可能な音響キャビティ又は他の音生成機構と共に販売されうる。

タップ判定回路１０８は、タップ成分がマイクロホン１０６ｂ、１０６ｃのうちの一方からの検知信号において識別された時に、第１の種類のオペレータ入力の指示を生成し、タップ成分がマイクロホン１０６ｂ、１０６ｃのうちの他方からの検知信号において識別された時に、第２の種類のオペレータ入力を生成する。こうして、第１の仮想ボタンは音響キャビティ１２６及びマイクロホン１０６ｂにより形成され、第２の仮想ボタンは音響キャビティ１２８及びマイクロホン１０６ｃにより形成される。

図１において、音響キャビティ１２６、１２８は筐体１０１の内側に凹んだ形状で示されているが、その代わりに又はそれに加えて、筐体１０１の外側に突出する形状としてもよい。例えば図２は、筐体２０２を有する通信端末２００を示す正面図であるが、ここでは、筐体２０２の側部から突出する一対のボタン形状の音響キャビティ２０４、２０６が形成されている。矢印は、可聴信号を生成するために、オペレータの指が筐体２０２をタップすることができる方向を示している。音響キャビティ２０４、２０６は軟質材料で形成されるとよい。軟質材料は音響キャビティ上の物理的タップにより瞬間的に圧縮され、可聴タップ信号を生成できる。

端末１００が区画に分けられた筐体１０１（例えば、二つ折り形筐体、ジャックナイフ形筐体など）を有する場合には、コントローラ１１２は、筐体１０１の異なる区画上のタップを検知する。例えば、筐体１０１の異なる区画上のタップが互いに区別されて異なるオペレータ入力の指示として使用されるように、マイクロホンは筐体１０１の各区画に配置される。

タップ判定回路１０８は、可聴信号を生成するために物理的にタップされた筐体１０１上のおおよその場所を特定する。その後、タップ判定回路１０８は、判定されたタップ場所に基づいて、異なるオペレータ入力の指示を生成することができる。

いくつかの実施形態において、第１の主要共振周波数と第２の主要共振周波数とが異なる場合、音響キャビティ１２６は、タップされた時に第１の主要音を有する音を生成するように構成され、他方の音響キャビティ１２８は、タップされた時に第２の主要音を有する音を生成する。マイクロホン１０６ｂ及び１０６ｃ、マイクロホン１０６ａ、イヤスピーカ１０２及び／又はスピーカ１０４からの検知された信号が第１の主要音に関連する閾値成分を含む場合、タップ判定回路１０８は、音響キャビティ１２６に隣接する筐体１０１の一部分がタップされたことを判定できる。同様に、検知された信号が第２の主要音に関連する閾値成分を含む場合、タップ判定回路１０８は、音響キャビティ１２８に隣接する筐体１０１の一部分がタップされたことを判定できる。

マイクロホン１０６ｂ、１０６ｃは通信端末１００になくてもよく、タップ判定回路１０８は、マイクロホン１０６ａ、イヤスピーカ１０２及び／又はスピーカ１０４からの検知信号に依存させてもよい。例えば、音響キャビティ１２６及び１２８は、生成された音をイヤスピーカ１０２、スピーカ１０４及びマイクロホン１０６ａに集中させることができる。タップ判定回路１０８は、音響キャビティ１２６、１２８以外の場所において発生する筐体１０１上のタップを識別する。

タップ判定回路１０８は、物理的にタップされた筐体１０１上のおおよその場所を特定する。その後、タップ判定回路１０８は、判定されたタップ場所に基づいて、異なるオペレータ入力の指示を生成することができる。

いくつかの実施形態においては、タップ判定回路１０８は、マイクロホン１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ、イヤスピーカ１０２及び／又はスピーカ１０４、並びにタップされた筐体１０１の対応部分への可聴タップ信号のおおよその到来方向を判定する。おおよその到来方向は、筐体の一部分上の物理的タップに関連する検知信号における成分の発生の位相差（例えば、到着時間）を識別することにより判定することができる。

例えば、マイクロホン１０６ａよりもイヤスピーカ１０２に近接する筐体の一部分がタップされると、可聴信号はマイクロホン１０６ａよりも前にイヤスピーカ１０２に到着する。イヤスピーカ１０２からの検知信号はタップ成分を有し、これによりマイクロホン１０６からの検知信号内の対応するタップ成分の位相が判る。タップ判定回路１０８は、マイクロホン１０６ａよりもイヤスピーカ１０２に近接する筐体１０１の一部分がタップされたことを判定でき、対応するオペレータ入力の指示を生成できる。従って、第１の仮想ボタンは筐体１０１の上部部分に沿って定義され、第２の仮想ボタンは筐体１０１の下部部分に沿って定義される。タップ判定回路１０８は、タップされる仮想ボタンに基づいて、端末機能１２０への異なる指示を生成できる。

タップ判定回路１０８は、筐体の他の種々の部分において発生するタップを互いに区別することにより、より多くの仮想ボタンを定義してもよく、タップされる仮想ボタンに基づいて、対応する異なるオペレータ入力の指示を生成できる。タップが筐体１０１上で発生したおおよその場所を判定する精度を向上するために、タップ判定回路１０８は、マイクロホン１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ、イヤスピーカ１０２及び／又はスピーカ１０４の種々の組み合わせに依存することができる。筐体１０１のタップ部分の判定の精度が向上することにより、筐体１０１上により多くの仮想ボタンを定義することが可能になる。

上述したように、イヤスピーカ１０２及び／又はスピーカ１０４は、コントローラ１１２からの入力信号に基づいてユーザに対する音を生成するのに使用されるとともに、筐体１０１上の物理的タップを検知してコントローラ１１２への出力信号内に対応する成分を生成するために使用される。イヤスピーカ１０２及び／又はスピーカ１０４が音を生成するために動作しない場合は、入力可聴信号によって、関連するイヤスピーカ１０２及び／又はスピーカ１０４が端子間の電圧及び／又は端子を通る電流の形態等で信号を出力するまで、検知信号は実質的にゼロとすることができる。

イヤスピーカ１０２及び／又はスピーカ１０４が音を生成するために動作する場合には、出力信号は、筐体１０１上のタップから発生しうる入力可聴信号により生じる成分として検知信号を含みうる。タップ判定回路は、イヤスピーカ１０２及び／又はスピーカ１０４からの出力信号からイヤスピーカ１０２及び／又はスピーカ１０４への入力信号を減算することにより、検知信号の予想されるタップ関係成分を識別することができる。また、入力信号は、イヤスピーカ１０２及び／又はスピーカ１０４自体の周波数応答のために補正されうる。

タップ判定回路１０８は、検知信号が筐体１０１上のタップにより生じる成分を周波数領域及び／又は時間領域内に含む場合を識別することができる。周波数領域において、タップは、筐体１０１の特性に大きく依存してすぐに減衰する広帯域スペクトルバースト (broad frequency spectrum burst) を生成する。実際に意図したタップ領域（仮想ボタン）を変更することにより、最初の周波数スペクトル及び減衰の双方を変更できる。時間領域において、タップは、即座に無音に減衰する逆スロープを有するスパイクとして発生する。しかしながら、タップ自体の衝撃及び圧縮／伸張音（例えば「カツンカツン」という音）の後に共振スパイクが存在する可能性がある。このような圧縮／伸張音は、時間領域においてタップを更に識別するために使用可能であり、本明細書において説明される種々の手段（例えば、筐体の剛性、筐体の組成／形状及び可聴音を生成するためにオペレータにより作動される機械装置の変更）によって強調される。タップ判定回路１０８は、発生速度の１つ以上の範囲（例えば、遅いタップ対速いタップ）内で発生するタップの検知に基づいて、異なる種類のオペレータ入力の指示（例えば、異なる仮想キー及び／又はある特定の仮想キーの異なる動作を示す）を生成することができる。

通信端末１００は、室内エコーを低減／キャンセルし、スピーカ１０４と１つ以上のマイクロホン１０６ａ−１０６ｃとの間で発生する可能性があるフィードバックを低減／キャンセルする回路／ソフトウェアを更に含んでもよい。このような回路／ソフトウェアは、通信端末１００がスピーカフォンの機能性を提供する場合に使用されてもよく、その場合、スピーカフォンモード及びタップに基づくオペレータ入力モードの２つの機能を果たすることができる。

図３は、本発明のいくつかの実施形態に従って、筐体１０１上の物理的タップを検出し、オペレータ入力の指示を生成し使用するために、例えば図１に示すタップ判定回路１０８により実行される動作を示すフローチャートである。ブロック３００の動作において、筐体１０１上の物理的タップに関連する成分の少なくとも閾値を超えるレベルの成分を含む１つ以上の検知信号を待機する。ブロック３０２において、検知信号が筐体１０１上のタップにより生じる成分を含むか否かを判定する。ブロック３０４において、タップに関連する筐体１０１の部分を特定する。上述したように、筐体１０１のタップ部分の特定にはタップ音が音検知デバイスに到来した方向の判定が含まれ、かつ／又はこの特定は複数の音検知デバイスからの検知信号内のタップ成分の相対的レベルの比較に基づいて行うとよい。ブロック３０６において、特定されたタップは、タップが発生した筐体１０１上の場所及び／又はタップの特性（例えばタップ速度）に基づいて分類される。ブロック３０８において、オペレータ入力の指示は、タップの分類に基づいて生成可能である。したがって、異なる種類のオペレータ入力は、タップが発生した筐体上の場所及び／又はタップの他の特性に基づいて生成される。ブロック３１０において、通信端末１００内の１つ以上の機能（例えば、端末１００で動作するゲームプログラム）は、生成された指示をオペレータからのフィードバックとして使用する。

本発明の主旨を実質的に逸脱せずに、好適な実施形態に対するさまざまな変形や変更が実施可能である。請求の範囲に示されるように、そのようなあらゆる変形や変更が本発明の範疇に含まれることを意図している。

本発明の実施形態における通信端末の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態における、図１に示す回路と共に使用されうる２つの音響キャビティを含む通信端末を示す図である。 本発明の実施形態における、通信装置の筐体上のタップを検出し、オペレータ入力の指示を生成し使用するための動作を示すフローチャートである。

Claims (18)

1. 筐体と、
   入力可聴信号から電気検知信号を生成する音検知デバイスと、
   前記筐体上の物理的タップに関連する前記電気検知信号の成分が存在するか否かを判定し、物理的タップに関連する前記電気検知信号の前記成分の判定結果に基づいてオペレータ入力の指示を生成するタップ判定回路と、
   １又は２以上の通信端末機能を実行するためにオペレータ入力の前記指示を利用するコントローラと、
   を備え、
   前記音検知デバイスと、前記タップ判定回路と、前記コントローラとは、前記筐体内に少なくとも部分的に収納され、
   前記音検知デバイスはスピーカを含み、前記スピーカは、入力信号に対応する音を生成するとともに、入力可聴信号に対応する前記スピーカからの出力信号の成分として前記電気検知信号を生成するように構成され、
   前記タップ判定回路は、前記スピーカからの前記出力信号に対する前記電気検知信号の寄与を識別するように構成され、
   前記タップ判定回路は、前記スピーカからの前記出力信号が、前記筐体上の物理的タップによって生じた、音声帯域より広い周波数帯域を有する広帯域スペクトルバーストを含んでいるか否かを判定し、前記スピーカからの前記出力信号における前記広帯域スペクトルバーストの判定結果に基づいてオペレータ入力の前記指示を生成するように構成され、
   前記筐体は、物理的にタップされた時に第１の主要音を有する音を生成する第１の音響キャビティと、第２の主要音を有する音を生成する第２の音響キャビティとを含み、
   前記タップ判定回路は、前記第１の音響キャビティからの前記第１の主要音を有する音の成分が前記電気検知信号から検出されたときは、前記電気検知信号の該検出された成分に基づいて第１の種類のオペレータ入力の指示を生成し、前記第２の音響キャビティからの前記第２の主要音を有する音の成分が前記電気検知信号から検出されたときは、該検出された成分に基づいて第２の種類のオペレータ入力の指示を生成する
   ことを特徴とする通信端末。
2. 前記通信端末機能は、無線通信インタフェースを介して受信されるデータを復号化する無線通信機能と、オペレータにゲームをグラフィック表示するのに使用するためのデータを生成するゲーム機能とを含み、
   前記ゲーム機能は、前記ゲームにおいて使用するためにオペレータ入力の前記指示をオペレータからのフィードバックとして利用することを特徴とする請求項１に記載の通信端末。
3. 前記通信端末機能は、前記スピーカからの音を生成するために、無線通信インタフェースを介して受信されるデータを前記スピーカへの前記入力信号に復号化する無線通信機能と、オペレータにゲームをグラフィック表示するのに使用するためのデータを生成するゲーム機能とを含み、
   前記ゲーム機能は、前記ゲームにおいて使用するためにオペレータ入力の前記指示をオペレータからのフィードバックとして利用することを特徴とする請求項１に記載の通信端末。
4. 前記タップ判定回路は、前記電気検知信号を分離するために、前記スピーカからの前記出力信号から前記スピーカへの前記入力信号を減算することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の通信端末。
5. 前記音検知デバイスは、入力可聴信号に対応するマイクロホン信号を生成するマイクロホンを更に含み、
   前記タップ判定回路は、前記スピーカからの前記出力信号及び前記マイクロホンからの前記マイクロホン信号の双方に基づいて、前記筐体上の物理的タップを特定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の通信端末。
6. 前記タップ判定回路は、前記マイクロホン信号及び前記スピーカからの前記出力信号に基づいて、前記筐体上の物理的タップに関連する可聴信号の到着方向を特定することを特徴とする請求項５に記載の通信端末。
7. 前記タップ判定回路は、前記筐体の一端部上の物理的タップにより生成される可聴信号と前記筐体の対向する他端部上の物理的タップとを区別することを特徴とする請求項６に記載の通信端末。
8. 前記タップ判定回路は、前記筐体の第１の部分上の物理的タップと関連する可聴信号の第１の到着方向に対応するユーザ入力の第１の指示を生成し、前記筐体の第２の部分上の物理的タップに関連する可聴信号の第２の到着方向に対応する異なるユーザ入力の第２の指示を生成することを特徴とする請求項６又は７に記載の通信端末。
9. 前記音検知デバイスは、各々が入力可聴信号に対応するマイクロホン信号を生成する複数のマイクロホンを含み、
   前記タップ判定回路は、前記複数のマイクロホンからの前記マイクロホン信号に基づいて、前記筐体上の物理的タップに関連する可聴信号の到着方向を特定することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の通信端末。
10. 前記タップ判定回路は、前記複数のマイクロホンからの前記マイクロホン信号に基づいて、前記筐体の一端部上の物理的タップにより生成される可聴信号と前記筐体の対向する他端部上の物理的タップとを区別することを特徴とする請求項９に記載の通信端末。
11. 前記タップ判定回路は、前記複数のマイクロホンからの前記マイクロホン信号に対する可聴信号の寄与の発生の位相差に基づいて、前記筐体上の物理的タップに関連する前記可聴信号の到着方向を特定することを特徴とする請求項９又は１０に記載の通信端末。
12. 前記タップ判定回路は、前記筐体の第１の部分上の物理的タップに関連する可聴信号の第１の到着方向に対応するユーザ入力の第１の指示を生成し、前記筐体の第２の部分上の物理的タップに関連する可聴信号の第２の到着方向に対応する異なるユーザ入力の第２の指示を生成する請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の通信端末。
13. 前記複数のマイクロホンのうちの第１のマイクロホンは、前記筐体の第１の部分上の物理的タップに対してより高い感度を有するように前記第１の部分に隣接して設けられ、
    前記複数のマイクロホンのうちの第２のマイクロホンは、前記筐体の第２の部分上の物理的タップに対してより高い感度を有するように前記第２の部分に隣接して設けられる
    ことを特徴とする請求項９乃至１２のいずれか１項に記載の通信端末。
14. 前記筐体の前記第１の音響キャビティは、前記筐体の外側に突出するボタンであることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の通信端末。
15. 前記ボタンは、当該ボタン上の物理的タップによって圧縮可能な軟質材料で構成されることを特徴とする請求項１４に記載の通信端末。
16. 前記音検知デバイスは、入力可聴信号に対応するマイクロホン信号を生成する少なくとも１つのマイクロホンを含み、
    前記筐体の前記第１の音響キャビティは、当該第１の音響キャビティ上の物理的タップによって生成される音を前記マイクロホンに向けて集中させるように構成されることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の通信端末。
17. 前記音検知デバイスは、第１及び第２のマイクロホンを含み、前記第１及び第２のマイクロホンの各々は入力可聴信号に対応するマイクロホン信号を生成するように構成され、
    前記第１のマイクロホンは前記筐体の第１の部分に隣接して設けられ、
    前記第２のマイクロホンは前記筐体の第２の部分に隣接して設けられ、
    前記タップ判定回路は、対応するマイクロホンからのマイクロホン信号に基づいて、前記筐体の前記第１の部分上の物理的タップと前記筐体の前記第２の部分上の物理的タップとを識別及び区別し、前記筐体の前記第１の部分上の物理的タップの識別に基づいて第１の種類のオペレータ入力の指示を生成し、前記筐体の前記第２の部分上の物理的タップの識別に基づいて第２の種類の異なるオペレータ入力の指示を生成する
    ことを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の通信端末。
18. 前記第１及び第２のマイクロホンは、前記筐体の同じ側面の対向する端部分に隣接して設けられることを特徴とする請求項１７に記載の通信端末。

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